ХЛАДАГЕНТЫ: назад к природе

Разрушительное воздействие на озоновый слой и высокий парниковый эффект синтетических хладагентов побуждают к переходу на природные аналоги. В современных холодильных системах все активнее применяются природные хладагенты. О повышении экологичности и энергоэффективности торгового холодильного оборудования задумываются и социально ответственные ритейлеры.

Во всем мире наблюдается тенденция к ужесточению применения традиционных хладагентов. Напомним, что оборот озоноразрушающих веществ, обладающих высоким потенциалом глобального потепления (ПГП), таких как гидрофторуглероды (ГФУ) и гидрохлорфторуглероды (ГХФУ), регулируется Монреальским протоколом, следуя которому многие страны стремятся к снижению вредных выбросов в атмосферу и ограничению ГФУ. Россия движется в этом направлении, в частности, реализован проект Минприроды «Поэтапное сокращение потребления гидрохлорфторуглеродов и стимулирование перехода на не содержащее гидрофторуглероды энергоэффективное холодильное оборудование».В 2010 году опубликован Международный стандарт ISO 26000:2010 «Руководство по социальной ответственности», подразумевающий, что корпоративная ответственность бизнеса внесет значительный вклад в увеличение благосостояния общества. «Стандарт объясняет корпоративную ответственность как ответственность компаний за общество и экологию, – рассказывает главный инженер компании «Эко‑1» Владислав Полевой. – После опубликования стандарта требования розничных сетей к экологичности оборудования значительно возросли, приоритетными стали факторы энергоэффективности и воздействия на окружающую среду. Экологический союз проводит общественную оценку проекта стандарта организации СТО ЛЖ 3.02.1210–12.1.0 «Услуги торговли. Требования экологической безопасности. Правила применения». То есть вопросы экологии розничного магазина сегодня находятся на пике актуальности».

Но жесткие ограничительные меры на использование вредных хладагентов на государственном уровне пока не приняты, а значит у торговых сетей нет стимула к переходу на экологичное оборудование. «На мой взгляд, требования экологичности сегодня мало беспокоят российских ритейлеров, – считает заместитель генерального директора компании «Евростиль» Сергей Попов. – Социальная ответственность компаний возрастает там, где подпитывается мерами государства, а в нашей стране существенных мер поддержки экологической активности государство пока не оказывает».

Лучшей альтернативой ГФУ и ГХФУ являются природные или натуральные хладагенты. Это такие вещества, как аммиак, диоксид углерода, пропан, изобутан. К преимуществам природных хладагентов относятся высокая энергоэффективность, отсутствие негативного влияния на озоновый слой и климат. В применении природного хладагента промышленностью доминирует Европа из­за строгого государственного регулирования отрасли.

Самые актуальные

Несмотря на отсутствие государственных мер поддержки, ритейлеры, считающие себя социально ответственными, постепенно начинают проявлять интерес к экологичным технологиям. «Розничные сети стали задумываться об экологичности и энерго­эффективности торгового холодильного оборудования, – считает заместитель начальника технического отдела компании «Арнег» Сергей Ткаченко. – Эта тенденция растет с каждым годом и в немалой степени обусловлена директивами в области использования гидрофторуглеродных хладагентов, которые, в частности, предусматривают запрет на применение ряда хладагентов в ближайшие годы: R404a – с 2020 г. и R134a, R448a, R450a – с 2022 г. Из актуальных природных хладагентов для экологичного оборудования можно выделить R600a (изобутан), R290 (пропан), CO2 (углекислый газ)».

Мнение коллеги подтверждает бренд­менеджер Italfrost Сергей Жучков: «Применение энергосберегающих технологий – один из самых актуальных вопросов для современной розницы. И мы наблюдаем растущий интерес российских розничных сетей к оборудованию с использованием хладагента R290 (пропана)».

По мнению Сергея Попова, согласно общемировым тенденциям и мнению ученых и природоохранных организаций об экологичности того или иного хладагента, наиболее актуальными для ритейла являются аммиак, углекислый газ и пропан, имеющие достаточно высокую эффективность при использовании в торговом оборудовании.

При выборе хладагента для использования в ТХО следует учитывать несколько важных факторов:

• термодинамические свойства вещества (определяют оптимальную область применения хлад­агента и оказывают основное влияние на эконо­мические показатели);
• теплофизические свойства (вязкость жидкости и пара, теплопроводность, поверхностное натяжение жидкости и т.д);
• физико­химические свойства (эти свойства определяют конструктивные особенности и удобство эксплуатации установок);
• физиологические свойства (влияние хладагента или продуктов его разложения на здоровье человека и на качество пищевых продуктов);
• экономические показатели использования.

Выбор хладагента зависит от масштаба оборудования. «Пропан используется в оборудовании со встроенными агрегатами, потому что его применение ограничено малыми объемами, – рассказывает Сергей Попов. – Соответственно, пропан лучше всего подходит для небольших витрин со встроенными агрегатами. Аммиак, наоборот, используется в крупных мегаваттных системах, так как требует дорогостоящего оснащения. Углекислый газ подходит для холодильных централей в коммерческом выносном холоде, оснащения крупных супер­ и гипермаркетов. Правда, уже есть примеры построения небольших систем на углекислом газе – это компрессорно­конденсаторные агрегаты на две­три витрины».

Итак, CO2 эффективнее использовать в оборудовании на выносном холоде, R290 – со встроенными агрегатами.

Нетоксичный пропан

Многие из крупных сетевых игроков уже перешли на оборудование с R290 или рассматривают этот переход в ближайшие 1–3 года. И тому есть несколько причин.

«Выбор в пользу природного хладагента способствует снижению затрат на электроэнергию, – рассказывает Сергей Жучков. – Использование R290 обеспечивает экономию до 20%. Это достигается возможностью установки менее мощного компрессора. Схожесть свойств пропана с R404a требует от производителя минимальных ресурсов по адаптации холодильного оборудования под природный хладагент. В первую очередь изменения касаются незначительной модификации части конструктивного решения. При этом конденсатор, испаритель и большинство узлов системы остаются неизменными. Кроме того, пропан имеет низкую температуру на выходе из компрессора, поэтому тепловая нагрузка также не меняется».

Основные свойства и преимущества хладагента пропан R290 перед другими хладагентами:

• более низкий потенциал глобального потепления в сравнении с гидрофторуглеродами,
• более высокая энергоэффективность,
• более низкие рабочие температуры по сравнению с R404a,
• более низкие температуры корпуса и нагнетания, больший срок службы,
• уменьшение количества заправки хладагента,
• низкое рабочее давление,
• низкая токсичность,
• отличные термодинамические свойства,
• низкая стоимость.

«Постепенно снижающаяся стоимость природного хладагента в совокупности с вышеперечисленными преимуществами делает его хорошей альтернативой традиционным, – говорит Сергей Жучков. – Но все­таки одним из главных факторов востребованности оборудования с R290 является экологичность и нетоксичность. Пропан оказывает щадящее воздействие на окружающую среду и соответствует самым жестким требованиям европейских регламентов по экологической безопасности».

Единственный серьезный недостаток R290 – пожароопасность. Именно по этой причине объем газа в холодильном контуре витрины законодательно ограничен 150 граммами. В таком количестве пропан не создает рисков ни в плане токсичности, ни в плане пожарной опасности.

«Крайне важно, чтобы при работах с оборудованием (монтаж, обслуживание, профилактика) холодильщики были проинформированы о том, что ТХО заправлено пропаном, – рассказывает Сергей Ткаченко. – Для этого на оборудование клеится соответствующий опознавательный ярлык. При обслуживании ТХО на пропане необходимо использовать только оборудование и инструменты, предназначенные для работы с горючими хладагентами: вакуумные насосы, заправочные станции, детекторы утечки. Также необходимо использовать антистатическую защиту».

Необходимо использовать специальное оборудование, разрешенное для работы с горючим пропаном R290. Вентилятор должен быть не «искрящий». Все электрические компоненты должны соответствовать требованиям международного стандарта IEC60079–15.

Следуя общемировым трендам, игроки российского рынка переходят на производство морозильных ларей и ларей­бонет на R290. Некоторые новинки будут презентованы ритейлу уже в этом году.

Высокоэффективный CO2

Природный хладагент CO2 (R744) представляет собой негорючий естественный дешевый хладагент с незначительным непосредственным воздействием на глобальное потепление и разрушение озонового слоя. По оценке специалистов компании Danfoss, в отношении степени воздействия на окружающую среду CO2 является очень привлекательным хладагентом с ПГП = 1. Это природное вещество, в избытке присутствующее в атмосфере. CO2 характеризуется высокой энергоемкостью при повышенных температурах. И при возможности утилизации выделяющегося тепла для нагрева воды в системе хозяйственно­бытового водоснабжения, общая эффективность системы становится очень высокой.

Углекислый газ дешев и не горюч, имеет высокие показатели эффективности для низких температур, высокую удельную холодопроизводительность и высокий уровень давления. Высокая холодопроизводительность позволяет сделать рабочий объем компрессоров и диаметры труб небольшими. Холодильная установка на CO2, имеет более высокий КПД, чем фреоновые установки. Холодильные станции отличает компактность, меньшая материалоемкость и высокая энергоэффективность. Розничный рынок Европы в основном перешел на CO2, в России холодильные системы на CO2 пока тестируются. В частности, запущен пилотный проект в одном из подмосковных гипермаркетов «Магнит»: в магазине площадью 900 кв. м установлены 12 низкотемпературных и 22 среднетемпературных единиц холодильного оборудования, 3 низко­ и 2 среднетемпературные камеры, работающие на углекислом газе. Проектом предусмотрено оснащение трех охлаждаемых зон. Общее холодопотребление магазина: среднетемпературное – 95 кВт при температуре кипения 100 °C; низкотемпературное – 20 кВт при температуре кипения 300 °C. В охлаждаемой торговой мебели и камерах применена DX­схема (прямое кипение), а в охлаждаемых зонах заданная температура обеспечивается подготовленным теплоносителем.

По подсчетам специалистов компании «Норд­СМ», ожидаемое сокращение энергопотребления при использовании CO2 в климатической зоне средней полосы России – 20–25% от энергопотребления аналогичных систем, работающих на традиционных хладагентах. Некоторые крупные сети уже рассматривают возможность оснащения с использованием CO2, а производители считают, что системы, работающие на углекислом газе, возможно, в будущем останутся единственным решением для торгового оборудования.

Больше альтернативы

Оборудование на базе экологичных хладагентов имеет некоторые особенности эксплуатации. «Оборудование для R290 практически не отличается от традиционного, но требует от персонала торговой сети соблюдения некоторых правил безопасности, так как хладагент пожароопасен и имеет ограничения по допустимому объему заправки в систему, – рассказывает Сергей Жучков. – В оборудовании на CO2 применяются более дорогие компоненты и комплектующие, что связано с более высоким рабочим давлением хладагента в контуре, а, следовательно, и с необходимостью гарантировать безопасность систем».

По прогнозам специалистов, российский рынок будет следовать мировым тенденциям развития, постепенно сводя на нет применение традиционных хладагентов и переходя на новые более экологичные варианты. Если на государственном уровне в России запретят фреоны, производители начнут использовать в ТХО углекислый газ, аммиак и пропан.

На выставке EuroShop 2017 было широко представлено оборудование, использующее CO2 (углекислый газ) и R290 (пропан). При этом наблюдалось, что развитие систем происходит в диаметрально противоположных направлениях, и единой тенденции пока не прослеживается. С одной стороны, продолжается совершенствование как больших, так и малых систем на CO2, растет их эффективность, но пока это решение – для оборудования с выносным холодоснабжением. С другой стороны, развивается оборудование на встроенных агрегатах, использующее пропан. В качестве альтернативы на выставке была предложена система холодоснабжения для оборудования со встроенными агрегатами, использующими минимальное количество обычного фреона, с отводом тепла холодной водой, что решает многие вопросы традиционных систем. Производители ожидают, что ближайшие годы покажут первые итоги внедрения, эффективность и окупаемость таких систем.

Мнение эксперта:

Владислав Полевой, главный инженер компании «Эко-1»

В настоящее время российские производители, и в их числе компания «Эко­1», в основном используют хладагенты R134a и R404а. Хладагент R134a был создан как альтернатива R12 и в момент создания отвечал всем требованиям техники. В отличие от R134a, R404а – это смесь хладонов R143a, R125 и R134a. Оба хладагента используются рынком около 30 лет, а значит не полностью удовлетворяют самым актуальным требованиям. Сегодня западные компании все чаще переходят на хладагент R290 (пропан), позволяющий сократить количество выбросов и повысить энерго-эффективность оборудования.

Основные достоинства пропана: низкое электропотребление, то есть прямая экономия пользователя на затратах, и экологичность выбросов. Недостатком может считаться способность R290 само-воспламеняться на воздухе. Залогом безопасности хладагента является правильная эксплуатация ТХО, согласно рекомендациям производителя. Выбор хладагента во многом зависит от спроса, диктуемого лидерами рынка – мировыми и федеральными розничными сетями, а они ориентированы на повышение социальной и экологической ответственности.

К сожалению, в части производства торгового холодильного оборудования Россия не является передовой державой. Но компания «Эко­1» намерена исправить эту ситуацию и сейчас одной из первых проектирует ТХО с использованием хладагента R290, которое планирует вывести на рынок во II квартале 2018 г. Новое оборудование, разрабатываемое с использованием хладагента R290, не более сложное и не более трудоемкое, чем предыдущее. Компания понимает проблемы своих покупателей и заинтересована в том, чтобы решать их самым оптимальным способом. При этом цена останется на прежнем уровне, но срок эксплуатации ТХО увеличится, а затраты на энергию снизятся, что суммарно приведет к экономии.

Статья опубликована в 114 номере журнала "Точка продаж" за февраль-март 2018 года